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原创 4220.金属元素与核外电子的相对缺位

  • 王东镇
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  • 2019-05-18 03:03:43

4220.金属元素与核外电子的相对缺位

2019.5.18

分析《元素周期表》,很容易发现金属元素普遍存在核外电子的相对缺位。

这里所说的相对缺位不是指离子现象,而是与相同周期0族元素的核外电子构型比较存在一定的差距。

在现实生活中,金属元素是稀有元素,我们接触到的多是非金属元素。而《元素周期表》中,大多数元素都是金属元素,非金属元素屈指可数,只有右上角那么二十几个,同属p区元素。

出现这种情况可能与我们的生存环境有关:我们只能生活在星球的表面,也就是第一对偶层次,前五周期元素的环抱之中。

第一周期元素是太空元素,也是基础元素,可以形成于任何环境,成为相对高端元素的基本架构。第二周期元素是大气层元素,可以在星球大气层形成,我们自然环抱其中。第三周期元素是地壳元素,就在我们脚下。第四周期元素是上地幔元素,第五周期元素是下地幔元素,距离我们也不远。第六、第七周期元素属于地核元素,就极为罕见了。

我没有学习过中学物理化学,对金属、非金属元素的理论区分不是十分清楚。网上搜索,好像金属元素相对容易失去电子,非金属元素相对容易获得电子,如此看来负离子现象应该是非金属元素的专利。

直观来看,金属元素一般导电,结构紧密,延展性较好,非金属元素相反。金属元素的核外电子相对缺位较多,可能有利于电子通过,与其他原子互补结合,产生分子结构,所以具有上述特点,不知道是否形而上学?

核外电子共轭是共价键,互补是离子键,嵌入式共轭是更为牢固的结合形式,可能是“Π键”,能够接触化学的核心问题也是进步。

我原来以为核外电子共轭是分子形态的唯一成因,表层核外电子越多越容易形成核外电子共轭,现在看来还有核外电子的相对缺位互补与嵌入式共轭两种结合方式,表层核外电子越少越容易形成分子结构,导电性能越好,不知熔岩是否导电?嵌入式共轭应该可以产生优良的航发材料。

第六周期的开始元素是“镍核”元素,只有四层核外电子,拥有两层核外电子的相对缺位,所谓金属性最强,但属于过渡元素,熔点较低。稀土元素都是第六周期的d区元素,拥有较多的核外电子相对缺位,可能是成为材料维生素的原因吧?轻金属材料加上嵌入式共轭可能产生优良的航发材料,“钛”、“铝”、“铍”、“钼”和d区元素都是优良选项。

《元素周期表》的ds区域也是过渡区域,每个周期只有两个该区域化学元素,“铜”、“银”、“金”同为各自周期该区域的第一个过渡元素,只有一个表层核外电子和七个核外电子相对缺位,却有优良的导电性能和延展性,熔点相对较高。其后的元素熔点骤然降低,“汞”甚至低到摄氏零下38.47度,内部结构的微小差别也可以产生物理化学属性的巨大变化!

《元素周期表》的s区是熔点上升过渡区域,ds区是熔点下降过渡区域,d区元素熔点相对较高,p区元素熔点相对较低(“硼”、“碳”除外),0族元素全部是气体元素,非金属元素几乎集中在p区,核外电子构型越是趋于完美的元素越是孤独,金属元素全部存在核外电子的相对缺位。


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